Bailibo Testing は、高電圧分極および高温分極技術の分析について説明します

高電圧分極と高温分極は、材料科学の分野における 2 つの重要な材料分極技術です。これらは主に、圧電セラミックス、強誘電体材料、ポリマーなどの機能性材料の調製と性能の最適化に使用されます。どちらも材料内の電気ドメインの方向性配置を達成することを目的としていますが、その作用メカニズムと適用範囲には大きな違いがあります。

1.高圧分極の原理

高圧分極とは、高圧環境を適用し、可塑化ガス（二酸化炭素など）を導入することによって分極を達成する技術方法を指します。高圧下では、二酸化炭素ガスがポリマー系に入り、可塑剤として作用し、それによってポリマーのガラス転移温度 (Tg) が一時的に低下します。 Tg が室温以下に低下すると、比較的穏やかな条件下でより高い Tg のポリマー分極を実現できます。分極完了後、減圧することで系内のガスが除去され、元の状態に戻ります。

この技術の主な制限は、急速減圧プロセス中にフィルム内に大きな自由体積の穴が形成され、偏光配向の高温安定性が低下する可能性があることです。

2.高温分極の原理

高温分極は、材料を特定の温度（通常は材料のキュリー温度に近い）に加熱した後に電場を印加する分極プロセスです。圧電セラミック材料の場合、電気ドメインの回転抵抗を効果的に低減するために、分極温度は通常 100 ～ 150°C の範囲にあります。保持時間は通常 10 ～ 30 分間に制御されます。

高温環境では、材料内部の抗電界が大幅に低下するため、比較的低い電界強度でも十分な分極が得られます。実験研究によると、材料の縦方向の圧電係数 (d₃₃) は高温分極後に大幅に向上し、分極効果は常温分極よりも優れていることが示されています。ただし、キュリー温度以下の温度範囲で測定される残留分極の安定性は比較的悪いことに注意してください。

3.主要な技術パラメータ

分極プロセスの中核となるパラメータには、分極閾値磁場、保磁力、飽和分極強度（Ps）、残留分極強度（Pr）などが含まれます。研究では、電場が約150V/mmより低い場合、相転移温度を超えても完全な分極を達成できないことが示されており、分極プロセスには十分な電場強度に達する必要があることが示されています。

IV.応用分野

高電圧分極および高温分極技術は、圧電セラミックセンサー、強誘電体メモリ、ドライバー、その他の電子デバイスの製造に広く使用されており、材料科学、エネルギー貯蔵および変換の分野で重要な科学研究および応用価値を持っています。